制备聚合物的方法技术

本发明专利技术提供了一种克服现有技术缺陷制备聚合物的方法。该方法包括从单乙烯基芳烃聚合反应系统中取出产物流，该产物流包括聚合的单体和单体。产物流通入存在如过氧化物的引发剂的上流式热交换器，引发剂影响单体在上流式热交换器中的聚合反应。引发剂包括低温引发剂和高温引发剂，高温引发剂和低温引发剂的比例约为０∶６００至５０∶６００。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，具体而言，本专利技术涉及一种控制引发剂存在下的上流式热交换器中聚合反应过程的分子量分布。
技术介绍
苯乙烯聚合是非常重要的工业方法，提供用于制造含各种聚苯乙烯制品如杯、薄膜和泡沫材料的材料。聚苯乙烯用于这些制品是由于能较好调整聚合反应工艺中的参数。因此，聚合反应条件中的这些变化非常重要，因为它们会控制产生的聚合物的物理性质。这些物理性质决定了聚苯乙烯对特定应用的适用性。特别重要的性质是聚合物的重均分子量(Mw)、分子量分布(MWD)和熔体流动指数(MFI)。对要求的应用，必须控制和优化这些物理特性，以获得具有在要求产品公差范围内特性的聚苯乙烯材料。控制这些性质的一种普通方法需要从要求的聚合物产物中除去低分子量组分如原料单体、二聚体和三聚体的工艺。真空蒸馏是除去这些组分的一种方法。由其名称可以理解，真空蒸馏是使产物混合物处于低压，以提取挥发组分。另一种称作闪蒸的方法涉及应用低压和加热，进一步提取残留的挥发组分。除这些方法外，可以使用化学试剂如蒸汽从聚合物产物流中汽提挥发组分。采用这些方法的一种或多种的工艺为本领域所熟知。美国专利3,311,676(授予Toekes)揭示一种通过使用预热器、热交换器和低压相分离器除去聚苯乙烯的低分子量组分方法。在Toekes的专利中，预热器加热反应混合物，热交换器保持在相分离器产生的减压下的该温度。这种方法产生的泡沫便于迅速除去挥发物，并使单体和乙苯浓度约小于1000ppm。美国专利3,865,672(Mertzinger)揭示一种从聚合物除去挥发物的工艺，该工艺使用单段真空蒸馏系统。更重要的是，这一工艺使用了以下流式配置操作的立式热交换器。在下流式配置中，聚合物混合物送入立式热交换器的顶部，随着混合物向下流到热交换器底部而除去挥发组分。该系统中，随着混合物向下流动到下流式热交换器底部，使其温度升至更高温度。Mertzinger报道了通过这种方法使挥发物浓度下降约3000ppm。在美国专利3,928,300(Hagberg)中揭示一种下流式下落线材脱挥发组分装置(down-flow falling strand devolatilizer)。这种方法中，加热后的聚合物通过减压容器顶部的多个孔挤出。聚合物通过孔挤出增加了该混合物的表面积，从而有利于除去挥发组分。美国专利5,540,813(Sosa等，在此引入以供参考)揭示一种方法和设备，通过串联排列的热交换器和脱挥发组分装置与聚合反应器系统结合，降低残留单体含量。离开反应器系统，聚合物混合物在进入减压下的下流式热交换器之前进入上流式热交换器。该混合物然后进入含环状喷嘴歧管的第二脱挥发组分装置。通过以各种方式控制温度，这种方法不仅能除去大部分挥发组分，而且能严格控制参数如分子量分布和熔体流动指数。然而，随生产温度接近其上限，提高反应和脱挥发组分的温度以改进生产成为严重的问题。因此，本领域需要的是能消除大部分挥发组分，同时能严格控制分子量、分子量分布和熔体流动指数，而且不需要高温度和另外的处理步骤的方法。专利技术概述为克服现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种制备聚合物的方法。在较好的实施方案中，该方法包括从单乙烯基芳烃聚合反应系统取出产物流，所述产物流包括聚合的单体和单体。将产物流通入存在引发剂如过氧化物的上流式热交换器，引发剂影响在上流式热交换器中的单体聚合。在一个较好的实施方案中，引发剂包括第一引发剂和第二引发剂，第二引发剂和第一引发剂的比例在约0∶600至50∶600范围。在一个更具体的实施方案中，在所述部分中第二引发剂和第一引发剂的比例约为0∶400至50∶400，在残留部分中第二引发剂和第一引发剂的比例约为0∶200。一个特定实施方案中，第一引发剂可以是低温引发剂，而第二引发剂是高温引发剂。或者，第二引发剂是中温引发剂。另一个较好实施方案中，该方法还包括在上流式热交换器中形成聚合的单体以形成第二产物流，和使第二产物流脱挥发组分形成分子量分布在约2.8至3.3范围的聚合的单体。还有一个实施方案中，本专利技术提供一种制备聚苯乙烯的方法，该方法包括从包括聚苯乙烯和苯乙烯的苯乙烯聚合反应系统中取出产物流，将该产物流通入存在引发剂的上流式热交换器中，引发剂影响苯乙烯的聚合反应。前面内容概括出本专利技术的较好和替换特征，使本领域的技术人员能更好地理解下面有关本专利技术的详细描述。下面将描述构成本专利技术权利要求主题的本专利技术的另外一些特征。本领域的技术人员应理解，可以方便地使用披露的概念和具体实施方案，作为设计或改进实施和本专利技术同样目的其它结构的基础。本领域的技术人员还应理解这些等同结构没有偏离广义的本专利技术的精神和范围。附图简述为更完整理解本专利技术，参见下面结合附图的描述，其中附图说明图1所示为本专利技术聚合反应系统的示意图。图2说明平均分子量和残留引发剂浓度之间的关系。图3说明分子量分布和残留引发剂浓度之间的关系。专利技术的详细描述参见图1，所示为本专利技术有搅拌釜式反应器系统110的聚合反应系统100的示意图。反应器系统110可包括一个或多个制造聚苯乙烯用的反应器。流送管120、121和122连接反应器与储存容器140、141和142。本专利技术的一个实施方案中，流送管120将苯乙烯从储存容器140送至反应器110。在此实施方案中，流送管121将第一引发剂从储存容器141送至反应器110。流送管123将第二引发剂送至反应器110。这样的实施方案中，反应器系统110可以在约100-160℃范围的温度下操作。反应器110中的聚合反应进行约4-6小时。通过监测反应器系统中固体百分数来确定该过程的具体条件。本专利技术的一个实施方案中，排出反应器系统110的固体百分数在约60-70％范围。一个具体的实施方案中，引发剂可以是过氧化物族中一种。具体使用的过氧化物包括过酸酯、过缩酮(perketal)和过氧碳酸酯。可以从Akzo Nobel，300 SouthRiverside Rd.，Chicago，Illinois；ATOFINA Chemicals Market Street，Philadelphia，Pennsylvania；Aztec Peroxides，Inc.，7600 West Tidwell，Houston，Texas得到这些化合物的商品。本领域的技术人员皆知可以根据它们在不同温度下的分解速度来选择这些过氧化物。可以从供货商处获得这些过氧化物的半衰期资料。对要说明的方法，低温过氧化物引发剂是在约110-120℃半衰期约为1小时的过氧化物引发剂。中温引发剂是在约120-130℃的半衰期约为1小时的过氧化物引发剂，而高温引发剂是在高于130℃具有1小时半衰期的过氧化物引发剂。较好的实施方案中，低温引发剂是如1，1-二(叔戊基过氧)环己烷(AtofinaLupersol 531)对本专利技术方法特别有用的低温引发剂。在110反应器系统中，低温引发剂浓度在0-约600ppm范围。更具体而言，低温引发剂浓度约为200-600ppm。其它实施方案中，引发剂以第一和第二部分通入反应器系统110。这些实施方案中，在反应器系统110的同一反应器中通入第一部分之后通入第二部分，或在第一部分之后，在反应器系统110的下一反应器中通入第二部分。任何情况下，引发剂的第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备聚合物的方法，该方法包括：从单乙烯基芳烃聚合反应系统中取出产物流，所述产物流包含聚合的单体和单体；和将所述产物流通入存在引发剂的上流式热交换器中，所述引发剂影响所述单体的聚合反应。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JM索萨，AT格里菲斯，
申请(专利权)人：弗纳技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]